通常情況下，分子的電子排布遵循Aufbau原理（構造原理），即按照軌道能量由低到高的順序填充電子，這種排布方式直接決定了物質的光、電、磁等性質。近年來科研工作者發現了一類違反了Aufbau原理的自由基分子，其ESOMO<EHOMO，即發生了SOMO–HOMO能級反轉（SHI），并呈現出特殊的性質。那么，除了SHI體系，是否存在其它違反Aufbau原理的能級排布方式，如SUMO-LUMO能級反轉（SLI）?

針對這一問題，西安交通大學饒彬課題組在前期自由基修飾的工作基礎上，以吡啶、喹啉和吖啶基團分別修飾多氯代三苯基甲基（TTM）自由基，再甲基化調控為強吸電子基團，進而構建了陽離子自由基2a——2c。通過理論計算和還原實驗，揭示了它們的LUMO能量比SUMO能量更低，即發生了SUMO-LUMO能級反轉。得益于特殊的軌道能級排布方式，這些SLI自由基呈現較好的光穩定性，特別是2c（溶解于二氯甲烷），即使在紫外燈（365 nm）的連續照射下，半衰期長達24天。該工作揭示了違反Aufbau原理的能級排布新方式——SUMO-LUMO能級反轉，為進一步研究其光、電、磁性質奠定了基礎，并為設計和合成更多具有SLI能級反轉特性的自由基提供了新思路。

以上研究結果以論文形式發表在國際化學領域權威期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上。論文的第一作者是西安交通大學化學學院的博士生李增輝和前沿學院的碩士生劉曉楊。合作通訊作者包括西安交通大學的何剛教授和蘇州大學的蘇遠停副教授。

此項研究得到了國家自然科學基金面上項目、西安交通大學“青年拔尖人才支持計劃”、中央高校基本科研業務費等項目的資助，并得到了西安交通大學分析測試共享中心及超算中心的大力支持。